挑战23 计算题（内能与电热综合40题）-备战2024年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编

2023年中考物理真题《压轴挑战》分类汇编（原卷版） 挑战23 计算题（内能与电热综合40题） 【题型1 热量的计算】 1 【题型2 热机的效率】 2 【题型3 电功率与电能、时间的关系】 3 【题型4 焦耳定律的计算及其应用】 3 【题型5 电功与电热的综合计算】 7 【题型6 太阳能相关计算】 22 【题型1 热量的计算】 1．（2023•益阳）如图所示为某种固体酒精炉，固体酒精炉比液体酒精炉使用时更安全，为了测定该固体酒精炉的热效率，在炉中放入40g的固体酒精，当固体酒精燃烧完后，锅中1kg的水温度从20℃升高到了70℃。已知固体酒精的热值为1.5×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）。 （1）若固体酒精完全燃烧，则放出的热量是多少？ （2）水吸收的热量是多少？ （3）小明测得固体酒精炉的热效率是多大？ （4）请写出固体酒精炉热效率不高的一个原因。 【题型2 热机的效率】 2．（2023•呼和浩特）小军同学周末和家人驾驶越野汽车去郊游，车和人的总质量为2.4t，他们先在一段可近似看成水平直线的柏油路上匀速行驶50km，用时50min，消耗汽油5kg。假设此过程汽车所受阻力恒为车和人总重的0.1倍。然后他们又以相同功率，继续在一段可近似看成水平直线的沙土路上，以25km/h的速度匀速行驶12min后到达目的地。已知汽油的热值为4.6×107J/kg。求： （1）汽车在柏油路上匀速行驶时速度的大小； （2）汽车在柏油路上匀速行驶时的机械效率； （3）汽车在沙土路上匀速行驶时受到阻力的大小。 3．（2023•娄底）如图所示是一台手扶双轮压路机，质量为550kg，水箱容积为15L。在一次压路作业中，以0.2m/s的速度在水平路面上匀速行驶10min，行驶过程中受到的平均阻力是总重的0.4倍。求：（g取10N/kg，柴油的热值取4×107J/kg） （1）压路机在这次压路作业中运动的距离是多少？ （2）压路机静止在水平路面上时，与地面的接触面积为0.02m2，该压路机对路面的压强是多少？ （3）压路机在这次压路作业中牵引力做的功是多少？ （4）若发动机效率为30%，这次作业要消耗多少千克柴油？ （5）水箱装满水是为了降低发动机的温度，确保发动机正常工作，当满水箱的水从20℃上升到80℃可以吸收多少热量？水的比热容为4.2×103J/（kg•℃）。 【题型3 电功率与电能、时间的关系】 4．（2023•宜昌）近些年来，国家大力提倡开发各种绿色可再生能源，助力实现“碳达峰、碳中和”的战略目标。如图所示是宜昌某风电场，总装机容量5×104kW，年发电量9000万度。问： （1）该风电场年发电时间可达多少小时？ （2）如果火电站的发电效率为40%，要得到相同的电能，每年需要多少吨煤？（煤的热值为3.0×107J/kg） 【题型4 焦耳定律的计算及其应用】 5．（2023•长沙）课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。 （1）闭合开关S后，求电路中的电流； （2）求通电100s电热丝R0产生的热量； （3）老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路： 方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA； 方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。 老师发现这两种改进方法电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。 6．（2023•乐山）如图所示，图甲为某电饭锅的实物图、图乙为其电路原理图、图丙为电饭锅铭牌的主要参数，R1和R2为电阻不变的电热丝，S1为总开关，S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220V的电路中，求： 额定电压：220V 加热功率：880W 保温功率：80W （1）电饭锅在处于加热挡时的电流； （2）电饭锅处于保温挡时，持续工作10min，产生的热量是多少焦； （3）R1和R2的阻值。 7．（2023•南通）如图所示，灯泡L标有“6V，3W”的字样，定值电阻R＝10Ω，滑动变阻器R1的最大阻值为20Ω，闭合开关S。将开关S1拨至2，滑片P移至a端，灯泡正常发光。 （1）求灯泡正常发光时的电流； （2）滑片P移至b端，开关S1拨至1，求定值电阻R工作10min产生的热量； （3）接着将开关S拨回2，电流表示数为0.24A，求此时灯泡的功